메타물질 안테나

過客 | 기타 | 조회 수 604 | 2018.04.13. 01:02

Kymeta antenna

https://www.geekwire.com/2017/kymeta-intelsat-unveil-kalo-satellite-service-antennas/

 

메타물질(Metamaterial)은 내부구조를 특수하게 설계하여, 파동에 대해 음의 굴절률을 가지거나 극한 굴절률을 가지는 물질입니다. 군사 분야를 포함해서 여러 분야에 쓸모가 많아 관심을 많이 받고 있는 물질이고, 밀리돔에도 메타물질에 대한 글이 몇 번 소개된 걸로 알고 있습니다. 대부분의 경우 상용화까지는 해결해야 할 문제점들이 있어서 실제 우리 주변에서 메타물질을 이용한 상용 제품은 거의 찾아볼 수 없는 걸로 알고 있었습니다. 그런데 생각보다 다양한 분야에서 꽤 오래전부터 상용화되어서 사용되고 있는 걸 보고 신기해서 몇 가지 사용분야를 적어봤습니다. 

 

밑에 한국물리학회 자료를 보면 음파나 전파(메가헤르츠~테라헤르츠)같이 파장이 긴 파동에 대해서는 현재 기술로도 몇몇 분야에 대해서는 상용 제품을 생산하는 것이 가능하다고 하네요. 이미 미국의 Echodyne, Kymeta, Rayspan 등의 회사에서는 실제로 상용 제품을 판매하고 있고 투자도 많이 받고 있다고 하는데, 대체로 안테나 분야 제품이 많이 보입니다.

 

Rayspan 사에서 개발된 메타물질 안테나는 2009년에(ㅎㄷㄷ...) LG 핸드폰 안테나에 적용이 됐다고 하는데 덕분에 크기와 중량을 꽤 감소시킬 수 있었다고 합니다. 군용 혹은 군용과 유사한 용도로는 위성 통신과 레이더 분야가 있는데, Kymeta 사의 위성 통신 안테나는 작년 미 해군 초계정에서의 시험 운용을 포함하여 해상용으로 많이 쓰이고 있고 토요타와의 기술협력으로 자동차에도 적용될 예정이라고 하네요. 회사에서는 현재 미 육군에서 사용중인 위성통신 안테나를 평면 형태의 Kymeta 사의 위성 통신 안테나로 대체하는 것도 제안 중이라고 합니다.

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https://www.rfglobalnet.com/doc/metamaterial-based-radar-lets-drones-fly-beyond-visual-line-of-sight-0001

 

Echodyne 사에서는 메타물질을 이용한 드론 항법용 레이더를 제작했다고 하는데 성능이 유사한 종류의 군용 위상배열 레이더와 필적할 정도라고 합니다. 일반적인 위상배열 레이더라면 크기와 가격이 드론에서 사용하기 어려울 수준이었겠지만 메타물질을 적용하여 두 가지 요소를 감소시키면서도 충분한 성능을 구현할 수 있었다고 하네요. 이름은 MESA(Metamaterial Electronically Scanning Array) 레이더로, 제작사에 따르면 소형 드론은 750m 정도 거리에서 탐지 가능하고 차량 및 유인 항공기는 3km 거리에서도 탐지가 가능합니다.

 

Kymeta나 Echodyne 사의 안테나는 작동 주파수가 수십GHz 정도 되는데 그렇다면 군용으로 많이 사용되는 S-Band, L-Band, X-Band 등에 대해서도 메타물질이 적용될 곳이 많을 듯 싶습니다. 어쩌면 F-35 다음 세대의 전투기는 정말로 메타물질을 적용해서 완벽에 가까운 스텔스 능력을 가지게 될지도 모르겠네요.

 

http://webzine.kps.or.kr/contents/data/webzine/webzine/14762087984.pdf

http://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=sec&sid1=104&oid=001&aid=0002913917

https://www.satellitetoday.com/government-military/2017/12/27/kymeta-completes-kalo-sea-trials-us-government/

http://news.heraldcorp.com/view.php?ud=20160113000126

http://kr.intelliantech.com/news/pressrelease/view/163

http://www.irobotnews.com/news/articleView.html?idxno=9103

http://www.internetmap.kr/1883

http://spacenews.com/u-s-military-a-potential-big-customer-for-satellite-industrys-new-low-cost-terminals/





    



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Profile image 폴라리스 2018.04.13. 03:13

제가 이해하긴 참 어려운 기술이네요..... ㅠ.ㅠ

Profile image 안승현 2018.04.13. 14:23

소개 감사합니다.  잘 읽었습니다. 

 

기존에 메타물질 하면 빛을 휘게 만들어 광학은폐쪽이라던가 흡음재질로 마이크로파도 흡수해서 무력화 시킨다던가... 이런쪽의 응용만 알고 있었는데... 정말 잘 읽었습니다. 흥미로워서 오늘은 이쪽으로 좀더 찾아 읽어봐야겠네요. 

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